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ArceOS_test_report_blog-Shl1015CS

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引言

这篇博文记录了我在 LearningOS ArceOS 训练仓库中的调试历程：从基础的 ramfs_rename、alt_alloc 练习，到让 CI 里的 simple_hv 能稳定加载 skernel2，再到阶段性验收脚本 verify_lab1.sh。过程中频繁与 GitHub Actions 环境差异、虚拟机退出机制等问题斗智斗勇，现总结如下。

实验环境

  • 仓库与分支：LearningOS/2025a-arceos-Shl1015CS 的 main（练习）与 lab1（挑战）
  • 宿主机：Ubuntu 22.04，rustup stable toolchain
  • QEMU：qemu-system-riscv64

任务拆解与进展

1. print_with_color：确认基础输出能力

  • 目标：让 print_with_color 示例在串口中输出带 ANSI 颜色的 “Hello, Arceos!”。
  • 方法：直接在 main.rs 中使用 println!("\x1b[1;31m...")，并确保 axstd 打印宏可用。
  • 测试：运行 ./scripts/test-print.sh，脚本通过检测转义序列与纯文本，判断是否既有颜色又有正确文案。

2. support_hashmap：验证 alloc+集合

  • 目标：在内核环境下跑 support_hashmap 练习，完成 Memory tests run OK!。
  • 关键点：提供稳定的堆内存来源，让 alloc::collections::HashMap 能频繁插入/删除。
  • 测试：./scripts/test-support_hashmap.sh 构建磁盘镜像、运行练习并抓取最后一行输出，确保内存测试通过。

3. sys_map：实现用户态 mmap

  • 目标：补全 exercises/sys_map 的系统调用接口，使用户态程序能够通过 mmap 映射文件，并读回 “hello, arceos!”。
  • 难点：
    • 在内核侧为匿名/文件映射分配虚拟地址，维护 VmArea 元数据；
    • 当 fd 指向磁盘文件时，需将 payload（payload/mapfile_c/mapfile）写入 disk.img 并供客体访问；
    • 处理 munmap 与页对齐要求。
  • 测试：./scripts/test-sys_map.sh 会先执行 make payload && ./update_disk.sh ...，再以 BLK=y 运行练习并搜索 “Read back content: hello, arceos!”。

4. ramfs_rename：递归重命名与特殊路径

  • axfs_ramfs 的 DirNode::rename 仅支持同级结点，需要实现跨层级、处理 . .. 的逻辑。
  • 解决方案：在 modules/axfs/src/root.rs 中实现“复制 + 删除”策略，保证旧结点被正确删除并保留内容。
  • 同时排查 impl_vfs_dir_default! 宏覆盖自定义实现的问题，最后确认修改入口正确。

5. alt_alloc：早期堆分配器

  • 要求实现 modules/alt_axalloc/src/bump_allocator.rs 中的 EarlyAllocator。
  • 重点在于字节对齐、页分配接口实现与统计函数（total_bytes/used_bytes/available_bytes）。
  • 通过 cargo test -p alt_axalloc 与 ./scripts/test-alt_alloc.sh 验证，确保早期分配器可用于内核初始化阶段。

6. simple_hv：CI 环境无法加载 skernel2

这是整个阶段最耗时的部分，核心需求：让 GitHub Actions 中的 ./scripts/test-simple_hv.sh 通过。

7. verify_lab1.sh：阶段验收

  • 命令：cd arceos && ./verify_lab1.sh | tee tmpa.txt
  • 该脚本会重新生成镜像、构建 labs/lab1，并在 QEMU 中运行效验。
  • 当前阻塞点：lab_allocator 中的 LabByteAllocator 尚未实现，导致 panicked at labs/lab_allocator/src/lib.rs:20:9。后续计划完善 bump allocator 以便完成 lab1。